JPH05266478A - 光メモリ素子及びそれを用いた再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 光メモリ素子５における基板１と記録層３と
の間に、通常は再生光７に対して非透過性であるが、照
射領域における中央部９が所定以上の強度を有するよう
に制御された再生光７を照射することにより、その中央
部９のみが再生光７に対して透過性を示し、再生光７の
通過後は、再び非透過性に戻るという性質を有するマス
ク膜２が形成されている。 【効果】 再生光７のビーム径よりも小さいビットを個
別に読み出すことができるので、再生信号の劣下を招来
することなく、高密度記録されたビットから良好な再生
信号を得ることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光により情報の記録、
再生、および消去を行う光メモリ素子およびそれを用い
た再生方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光により情報の記録、再生、およ
び消去を行う光メモリ素子は、高密度大容量メモリ素子
として、年々その必要性が高まっている。このような要
望の中、光磁気ディスクや、相変化型ディスクの開発が
行われている。現状では、光磁気ディスクが先行してい
るが、相変化型ディスクは、レーザ光によるアモルファ
ス状態−結晶状態間の可逆的変化を利用することから、
記録消去時に外部磁界を用いることなく１ビームオーバ
ーライトが実現できること、材料が比較的安価であるこ
と、およびディスクに記録された情報を反射光量変化と
して検出するので再生信号を大きくできることなどが、
光磁気ディスクに対して有利であり、最近注目を集めて
いる。

【０００３】一方、相変化型ディスク上への大容量高密
度記録の検討も盛んに行われており、「Ｊａｐ．Ｊ．Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，２８，Ｓｕｐｐｌｍｅｎｔ２８−
３，１４１（１９８９）．」には、ＧｅＳｂＴｅＣｏ系
材料を用いることにより、ビット長0.２５μｍ、ピッチ
0.５μｍでの高密度記録が実現できることが報告されて
いる。

【０００４】また、上記の光メモリ素子とは別に、最近
では、光による着色状態−無色状態間の可逆的変化を利
用したフォトクロミック光メモリ素子の研究開発も盛ん
に行われている。フォトクロミック材料は、一般に、紫
外線等の短波長光の照射により無色状態から着色状態へ
と移行し、可視光を照射することにより再び無色状態に
変化するという特徴を有している。したがって、フォト
クロミック光メモリ素子は、例えば３１０ｎｍの短波長
光を用いて、ビット長0.４μｍの記録が可能であるた
め、高密度記録用光メモリ素子候補の一つとして注目さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記相変化
型ディスクや、フォトクロミック光メモリ素子を用いる
ことにより、高密度記録を実現することは可能である
が、高密度記録された情報を読み出す有効な手段が見つ
けられていない。例えば、開口率0.５５のレンズを用い
て、７８０ｎｍの半導体レーザ光をディスクに集光させ
ると、そのビーム径は、約1.２μｍとなる。このような
光ビームを用いて、上記のようにビット長0.２５μｍ、
ピッチ0.５μｍで高密度記録された情報を読み出そうと
すると、ビームスポットの中には、三個のマークが入る
ことになり、再生信号が著しく劣下するという問題が生
じている。また、記録ビットを狭小化するだけでなく、
記録トラックピッチをも小さくして、高密度記録化を図
る場合には、さらに再生信号の劣下を招来することにな
る。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであって、高密度で記録された情報を、再生信号
の劣下を招来することなく、良好に再生できる光メモリ
素子およびそれを用いた再生方法を提供することを目的
としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る光
メモリ素子は、上記課題を解決するために、透光性を有
する基体上に記録層が設けられ、光により情報の記録、
再生、及び消去を行う光メモリ素子において、通常は再
生光に対して非透過性であるが、照射領域の中央部が所
定の強度以上となるように制御された再生光を照射する
ことにより、その中央部のみが再生光に対して透過性を
示し、再生光の通過後は、再び非透過性に戻るという性
質を有するマスク膜が、上記基体と記録層との間に形成
されていることを特徴としている。

【０００８】また、請求項２の発明に係る再生方法は、
上記課題を解決するために、通常は再生光に対して非透
過性であるが、照射領域の中央部が所定の強度以上とな
るように制御された再生光を照射することにより、その
中央部のみが再生光に対して透過性を示し、再生光の通
過後は、再び非透過性に戻るという性質を有するマスク
膜が、透光性を有する基体と記録層との間に形成されて
いる光メモリ素子に記録された情報を再生する際に、再
生光の照射により透過性を生じた領域を介して、記録層
に再生光を照射すると共に、この領域を介して得られた
反射光を再生信号とすることを特徴としている。

【０００９】

【作用】請求項１の構成によれば、光メモリ素子に再生
光を照射すると、基体と記録層との間に設けられ、通常
は再生光に対して非透過性のマスク膜が、照射領域の中
央部のみ再生光に対して透過性に変化するようになって
いる。したがって、この光メモリ素子に記録されたビッ
ト長が、再生光のビーム径よりも小さい場合でも、実際
に記録層に照射される再生光の領域は、上記マスク膜が
透過性を示す照射領域の中央部のみとなる。これによ
り、複数のビットが再生光によって同時に照射されるの
を防ぐことができ、高密度記録されたビットを個別に読
み出すことが可能な光メモリ素子を提供できる。

【００１０】また、請求項２の方法によれば、記録層に
は、再生光の照射により透過性に変化したマスク膜の領
域を介して、再生光が照射され、同じマスク膜の領域を
介して得られた反射光を基に再生が行われる。したがっ
て、再生光のビーム径よりも小さいビット長で記録され
た情報を読み出す場合に、再生光の照射により照射領域
の中央部のみが透過性を示すマスク膜によって、再生光
が照射される記録層の領域を調整することができるの
で、再生信号の劣下を招来することなく、高密度記録さ
れたビットを個別に再生することができる。

【００１１】

【実施例】

〔実施例１〕本発明の一実施例について図１ないし図３
に基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００１２】本実施例の光メモリ素子は、図２に示すよ
うに、ガラスからなる基板（基体）１上に、マスク膜
２、記録層３、および反射膜４が、順次形成されて構成
されている。

【００１３】マスク膜２は、逆フォトクロミズムを示す
ことが報告されている（第８回有機エレクトロニクス材
料研究会、第７頁、１９８５年）インドリン系スピロピ
ランを塩化ビニル系高分子中に分散させ、例えばスピン
コート法により成膜したものである。上記逆フォトクロ
ミズムとは、通常は着色状態であるが、可視光を照射す
ると無色になり、紫外光または熱により着色状態に戻る
現象を言い、この変化は可逆的に生じるものである。こ
のマスク膜２は、通常５５０ｎｍ付近に吸収ピークを有
し、この近傍の波長光、例えば５１４ｎｍのＡｒレーザ
光により無色状態に変化する。

【００１４】上記記録層３は、相変化型光メモリ素子の
記録層として使用されているＧｅＳｂＴｅ系材料膜をス
パッタ法により成膜したものであり、レーザ光の照射に
よるアモルファス状態−結晶状態間の可逆的変化を利用
して情報の記録を行うようになっている。また、反射膜
４は、Ａｌを材料として成膜されている。

【００１５】上記構成の光メモリ素子５の記録層３に、
８３０ｎｍの半導体レーザ光を用いてビット長0.３μ
ｍ、ピッチ0.６μｍで、相変化により高密度記録を行う
と、図１に示すように、記録層３には情報がマーク６…
として記録される。このとき、マスク膜２は着色状態で
あり、その吸収ピーク波長は、上記したように５５０ｎ
ｍ付近である。

【００１６】この光メモリ素子５に、上記マスク膜２の
吸収ピーク波長付近の５１４ｎｍのＡｒレーザ光を再生
光７として照射すると、マスク膜２における再生光７の
照射領域の周縁部８では消色反応が起こらず、中央部９
のみが無色状態に変化する。

【００１７】これは、高分子バインダ（本実施例では、
塩化ビニル系高分子バインダを使用）中で生じるフォト
クロミック反応には、ある一定量以上のエネルギーが必
要であること、再生光７の照射による熱の影響で、照射
領域の周縁部８では着色反応も同時に起こることなどが
原因となっている。したがって、図３（ａ）（ｂ）に示
すように、マスク膜２において、レーザ光強度がＩ以上
になる照射領域の中央部９のみに消色反応が起こること
になる。

【００１８】消色反応が生じる中央部９の範囲は、再生
光７の強度に依存するので、再生光７の強度を制御する
ことにより、中央部９の範囲をマーク６の幅に合わせる
ことができる。したがって、再生光７のビームスポット
の中には、図３（ｂ）示すように、３個のマーク６…が
入ることになるが、マスク膜２は、照射領域の中央部９
しか無色状態に変化せず、中央部９以外は、再生光７を
透過させないので、記録層３上では１個のマーク６のみ
に再生光７が照射されることになる。また、再生光７の
通過後は、上記した照射熱による着色反応が起こるた
め、マスク膜２において無色状態となり、再生光７に対
して透過性を示していた領域は、速やかに着色状態に変
化する。

【００１９】実際に、上記の条件で記録されたビットを
５１４ｎｍのＡｒレーザ光を用いて再生したところ、良
好な再生信号を得られることが確認された。

【００２０】以上のように、光メモリ素子５における基
板１と記録層３との間に形成された逆フォトクロミズム
を示すマスク膜２は、通常再生光を透過しないが、再生
光を照射することにより、その照射領域の中心部分のみ
が再生光を透過させると共に、再生光の照射をやめると
速やかに再生光を透過しない状態に戻るという性質を有
している。したがって、このようなマスク膜２を有する
光メモリ素子５を用いて、再生光７のビーム径よりも小
さいビット長で記録された情報を再生すると、再生信号
の劣下を招来することなく、高密度記録されたビットを
個別に読み出すことが可能となる。

【００２１】〔実施例２〕次に、本発明の他の実施例を
説明する。

【００２２】本実施例の光メモリ素子は、記録層とし
て、ジアリールエテン系フォトクロミック材料を使用し
たこと以外は、上記実施例１の光メモリ素子５と同様の
構成である。すなわち、ガラスからなる基板と上記ジア
リールエテン系フォトクロミック材料からなる記録層と
の間には、上記実施例１と同様に、逆フォトクロミズム
を示すマスク膜が形成されている。尚、上記記録層は、
ジアリールエテン系フォトクロミック材料をポリカーボ
ネイト樹脂等の高分子バインダ中に分散させ、これを例
えばスピンコート法により基板上に成膜したものであ
る。ジアリールエテン系フォトクロミック材料は、紫外
光等の短波長光を照射することにより、無色状態から着
色状態に変化する一方、可視光を照射することにより、
着色状態から無色状態に変化するという性質を有してい
る。

【００２３】この光メモリ素子に、色素レーザを用い
て、記録層がフォトクロミック反応を示す波長付近、４
１０ｎｍの光を照射し高密度で情報を記録した。記録し
たビットを５１４ｎｍのＡｒレーザ光で再生したとこ
ろ、良好な再生信号を得ることができた。

【００２４】以上のように、記録層としてジアリールエ
テン系フォトクロミック材料を用いた場合でも、基板と
上記記録層との間に、通常は再生光に対して非透過性で
あるが、照射領域の中央部のみが所定の強度以上となる
ように制御された再生光を照射することにより、その中
央部が再生光に対して透過性を示すという性質を有する
マスク膜を形成することにより、上記実施例１と同様の
作用を得ることができるので、再生光のビーム径以下の
ビット長で高密度記録された情報を、良好に再生するこ
とができる。

【００２５】尚、本発明は、上記実施例１および実施例
２に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の
変更が可能である。例えば光メモリ素子の基板として
は、上記ガラス基板の他に、透光性を有するものであれ
ば、ポリカーボネイト、ＰＭＭＡ(Polymethyl methacry
late) 等のプラスチック基板を用いてもよい。また、マ
スク膜を形成する材料は、逆フォトクロミズムを示すフ
ォトクロミック材料を用いることができ、このような現
象を示す材料としては、例えばスピロピラン系化合物、
多環芳香族系化合物等が挙げられる。

【００２６】記録層を形成する材料としては、相変化型
光メモリに使用されている材料や、フォトクロミック材
料などが適当である。上記実施例１では、ＧｅＳｂＴｅ
系材料を用いてスパッタ法により記録層を形成したが、
これに限られるものではなく、例えばＩｎＳｂＴｅ系、
ＳｂＴｅ系、ＩｎＳｅ系、ＧａＳｅＴｅ系材料を用い
て、真空蒸着法、あるいは電子ビーム蒸着法等により成
膜することができる。また、実施例２では、ポリカーボ
ネイト樹脂に分散させたジアリールエテン系のフォトク
ロミック材料を用いて、スピンコート法により記録層を
形成したが、この他に、例えばスピロピラン系、フルキ
ド系、スピロオキサジン系のフォトクロミック材料を用
いることも可能であり、フォトクロミック材料を分散さ
せる高分子バインダとしては、塩化ビニル系樹脂、アク
リル系樹脂等を使用することが可能である。また、記録
層をロールコーター法、蒸着法等により形成することも
可能である。

【００２７】記録層上に形成される反射膜としては、上
記実施例１および実施例２で用いたＡｌの他に、例えば
Ａｕ、Ａｇ等の金属を用いることもできる。さらに、反
射膜上に、紫外線硬化樹脂等からなる保護膜を設けた構
成とすることも可能である。

【００２８】上記光メモリ素子は、具体的には、例えば
光ディスク、光カード、光テープ等に応用できる。尚、
光テープに応用する場合には、ガラスからなる基板の代
わりに、フレキシブルなテープベース（基体）を使用す
ればよい。テープベース材料としては、例えばポリスチ
レンテレフタレート等がある。

【００２９】

【発明の効果】請求項１の発明に係る光メモリ素子は、
以上のように、通常は再生光に対して非透過性である
が、照射領域の中央部が所定の強度以上となるように制
御された再生光を照射することにより、その中央部のみ
が再生光に対して透過性を示し、再生光の通過後は、再
び非透過性に戻るという性質を有するマスク膜が、基体
と記録層との間に形成されている構成である。

【００３０】それゆえ、光メモリ素子に記録されたビッ
ト長が、再生光のビーム径よりも小さい場合でも、実際
に記録層に照射される再生光の領域は、マスク膜が透過
性を示す照射領域の中央部のみとなる。これにより、複
数のビットが再生光によって同時に照射されるのを防ぐ
ことができ、高密度記録されたビットを個別に読み出す
ことが可能な光メモリ素子を提供できるという効果を奏
する。

【００３１】また、請求項２の発明に係る再生方法は、
以上のように、通常は再生光に対して非透過性である
が、照射領域の中央部が所定の強度以上となるように制
御された再生光を照射することにより、その中央部のみ
が再生光に対して透過性を示し、再生光の通過後は、再
び非透過性に戻るという性質を有するマスク膜が、透光
性を有する基体と記録層との間に形成されている光メモ
リ素子に記録された情報を再生する際に、再生光の照射
により透過性を生じた領域を介して、記録層に再生光を
照射すると共に、この領域を介して得られた反射光を再
生信号とするものである。

【００３２】それゆえ、再生光のビーム径よりも小さい
ビット長で記録された情報を読み出す場合に、再生光の
照射により照射領域の中央部のみが透過性を示すマスク
膜によって、再生光が照射される記録層の領域を調整す
ることができるので、高密度に記録されたビットを個別
に読み出すことができ、良好な再生信号を得ることがで
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における光メモリ素子に、再
生光を照射している状態を示す模式図である。

【図２】上記光メモリ素子の構造を示す断面図である。

【図３】（ａ）は上記光メモリ素子に照射された再生光
の強度分布を示すグラフ、（ｂ）は上記光メモリ素子の
記録層を示す模式図である。

【符号の説明】 １ 基板（基体） ２ マスク膜 ３ 記録層 ５ 光メモリ素子 ７ 再生光 ９ 中央部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透光性を有する基体上に記録層が設けら
   れ、光により情報の記録、再生、及び消去を行う光メモ
   リ素子において、 通常は再生光に対して非透過性であるが、照射領域の中
   央部が所定の強度以上となるように制御された再生光を
   照射することにより、その中央部のみが再生光に対して
   透過性を示し、再生光の通過後は、再び非透過性に戻る
   という性質を有するマスク膜が、上記基体と記録層との
   間に形成されていることを特徴とする光メモリ素子。
2. 【請求項２】通常は再生光に対して非透過性であるが、
   照射領域の中央部が所定の強度以上となるように制御さ
   れた再生光を照射することにより、その中央部のみが再
   生光に対して透過性を示し、再生光の通過後は、再び非
   透過性に戻るという性質を有するマスク膜が、透光性を
   有する基体と記録層との間に形成されている光メモリ素
   子に記録された情報を再生する際に、再生光の照射によ
   り透過性を生じた領域を介して、記録層に再生光を照射
   すると共に、この領域を介して得られた反射光を再生信
   号とすることを特徴とする再生方法。